超高压输电线路的线损研究

 2022-01-17 11:01

论文总字数:18472字

目 录

1 绪论 1

1.1 课题研究的背景与意义 1

1.2 超高压输电的发展概述 1

1.3 国内外研究现状 2

2 超高压输电线路的线损理论分析 3

2.1 线损的基本概念 3

2.2 线路的结构参数与数学模型 3

2.3 电流与线损的关系 5

2.4 电压与线损的关系 6

2.5 功率因数与线损的关系 7

2.6 负荷波动幅度与线损的关系 8

2.7 小结 8

3 无功补偿降损措施分析 9

3.1 无功补偿原理 9

3.2 无功补偿仿真 11

3.2.1 系统电路搭建 11

3.2.2 无功补偿器SVC仿真结果分析 14

3.3 小结 18

4 总结 19

参考文献 20

致谢 21

超高压输电线路的线损研究

卫紫任

Abstract: This paper starts with the EHV equivalent circuits of EHV lines, analyzes the causes of line losses in EHV transmission lines and the influencing factors, and analyzes the structural parameters of the lines and the current, voltage, and power factors of the lines through theoretical analysis. The impact on the line losses, further analysis of the relevant measures to reduce the line loss, and ultimately proposed a key way to reduce line losses, that is, reduce the reactive power in the transmission line, improve the line voltage quality. The simulink simulation example is used to analyze the effect of reactive power compensation on line losses, which has certain significance for the economic operation of EHV power transmission.

Key words: Ultra High Voltage Transmission;Line loss;Reactive power compensation;simulink simulation.

  1. 绪论
  2. 课题研究的背景与意义

现如今,我国处在一个高速、全面发展的至关重要的时代。对电能的供应量与日俱增,而且,对电力质量的要求也愈来愈严苛。据有关电力部门的可靠预测,在未来五年内,我国对电力资源的需求量将增长20个百分点,或将达到5万亿千瓦时。然而,我国可供用来发电的资源大都在西北地带,而东南等发达地区则是消耗电能的重灾区。为了解决区域之间的全面协调发展,充分利用西北地带的丰富资源,我国针对上述情况逐步开始大力发展超高压输电技术[1]

自上世纪80年代初,我国将第一条完全自主研制的500KV超高压输电线路运行成功以来,超高压输电技术就开始在全国大范围普及使用,并逐渐取代了过去的低压传输,成为我国电力系统的主要传输方式。由于我国在超高压输电技术的发展中投入了大量了人力物力资源,我国的超高压输电技术已经取得了长足进步,现已处于世界一线水准,足以媲美欧美等发达国家[2]

目前我国的超高压输电技术主要应用于300~1000km的远距离电力传输,而过长的传输距离必然造成大量的输电线路的电力损耗。通常将电网的电能损耗定义为从发电厂起到负荷端用电端止,这其间所产生的能量的消耗和损失[3]。供电公司在进行电力传输时,最常考虑的指标就是单位时间的电能消耗,因为这与供电公司的经济利润直接挂钩。电力损耗的大小受到许多因素的影响,电力系统的结构、系统的功率分布、电压波动情况、部门管理运营方式,同时还受电网的运行计划,以及电网设计等多种不可控条件的制约[4]。为此,进行超高压输电线路的线损研究是对输电线路的降损措施进行科学有效的改进的必然要求。

  1. 超高压输电的发展概述

超高压输电,指的就是发电厂使用大型的升压装置将电压等级提升,然后再将电能进行输送的技术。国际上通常认定的超高压为330KV至750KV的电压等级,工程上一般使用的电压级别有:330KV、380KV、500KV、750KV等 [2]

随着用户所需电量的不断增长,电力传输距离不断增加,对超高压输电的要求也越来越严格。一般动力中心通常离负荷中心都比较远,而低电压无法输送大量的电能,因此必须采用超高压输电。随着超高压技术的不断发展,许多国家都开始在供电能源丰富的地方就地进行能源利用,例如,在煤矿资源丰富的地方建设火力发电站,在水能资源丰富的地方进行水利发电站的建设。事实证明,超高压可以显著提高电能输送水平,减少输电功率消耗,方便实现大系统之间的互联,因此超高压输电给社会经济的发展带来了非常大的收益。当今世界,评价一个国家电力部门的发展状况,其很大程度取决于一个国家超高压电力建设的发展。

世界上最早于二十世纪50年代初在瑞典建成了一条长达620km的380kV的输电线路。随后在1956年,苏联建设了一条400KV电压等级的输电线路并投入使用,并在四年后将运行电压提高到500KV。在二十世纪60年代中期,世界上第一条735KV电压等级的输电线路在加拿大建设成功,并开始投入使用,很快,美国也在这一技术上取得突破并成功研发出了765KV电压等级的输电技术。碍于技术的限制,超高压直流输电一直得不到发展。然而随着电力电子技术的不断发展,直流输电的关键技术也获得了突破进展。最早于二十世纪60年代中期,由苏联率先建设成功了一条KV的输电线路。不过直流输电一经问世,就以迅猛的速度发展,现已达到KV。

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